“轰……”
就在安阳会战如火如荼的时候，娘子关战役也进入了**阶段。日军第20师团在师团长川岸文三郎中将的指挥下分两个纵队西进，右纵队步兵第39旅团沿井陉、娘子关向石门口进攻，左纵队步兵第40旅团沿微水、测渔镇向石门口进攻。
尽管第20师团在日军各部中属于鱼腩一级的存在，但是娘子关一线的地域广阔，井陉口、雪花山、乏驴岭、娘子关、旧关、白城口、九龙关、荆浦关、南峪、北峪等几十处要地，处处需要分兵把守。守军的兵力分散，使得日军得以从容集中大力量逐一击破。
而王靖国部虽然号称一军，但只有1个师又4个旅合计11个团，全部兵力不过20000出头，前期又与日军在井陉口外反复争夺伤亡极大，配属川军第41军虽然有25000余人，但重武器严重不足，虽然后来又追加了第第77军和郑大章独立骑兵师，然而也不过暂时缓和了日军的进攻节奏而已。
11月20日晚，日军突破井陉南刘家沟守军阵地，占领井陉，第第68师所部向长生口方向日军反击，曾克复刘家沟、长生口和井陉南关车站，但因娘子关以东雪花山失守，第68师反攻未逞，退守乏驴岭。第第7团向占领旧关的日军2个中队实施反击，将该部日军压缩到核桃园东南高地。当日，日军一部由娘子关以北洪子店西进，在六岭关附近被守军田树海第215旅击退。25日，日军一部再度突入旧关和关沟。
这时，晋察战区限令王靖国和新近抵达的第6军团军团长冯治安于第第77军一部将关沟和旧关的日军包围。然而日军很快得到了增援。双方展开彻夜激战，战至29日，双方依旧处于对峙状态。
日军华北方面军司令官寺内寿一于第第20师团以右纵队攻击井陉、新关、固驿镇方面及以北的守军防御阵线；以左纵队沿横口、测鱼镇、固驿镇向娘子关正面守军后方迂回。当日拂晓，日军右纵队在飞机支援下向娘子关正面守军展开攻击，战至第三天下午，守军伤亡极重，被迫缩短战线于当日夜间转移至神仙洞、绵山、苇泽关和地以及宋家岩底之线阵地。
12月5日，日军左纵队由横口车站渡甘陶河，尔后向西南前进，随即，该部日军由南障城、测鱼镇方面进攻。第19军将其右翼过分突出的部队向娘子关靠拢，主力控制于固安驿。新进入前线的川军第第2师受命占领马山村东方高地，准备阻击西进迂回的日军。但不料日军侦知队调动情况，乘着第19军右翼部队移动，曾宪栋部尚未到达马山村之际，突入乱安村，攻击固驿镇右侧背。
这时，日军已迂回到娘子关正面守军的右后侧。若是不能将这股敌军逐出战线，那就有可能危急整个娘子关一线的战事，于是新近就任晋察战区副司令官的李过亲自给阎锡山打电话要求增兵。然而阎锡山正组织北线雁门关、平型关一线的防守，面对日军一个师团又3个旅团的庞大力量，他也无兵可调。不得已，李过亲自给兰州发报，经戴季良首肯，调遣第第30师星夜越过风陵渡大桥，自同蒲路北上，增援娘子关一线。
尽管西北同意调兵增援，阎锡山也松口同意西北军入境，但缓不应急，等西北军开到还需要时间，在外援不及的情况下，李过也只能内部挖潜。他调动第第第第第第2团等部在核桃园、大小龙窝、关沟、五家岭等地发动反击，一度夺回了关沟、大小龙窝，但由于各部之间行动不协调，因此未能夺回旧关。
但日军并不愿就此承认失败，于是投入重兵重新争夺上述要点。人固然士气高昂，但是连日来的损失极大，在日军的反复炮击和轰炸之下，不得不放弃了到手的胜利果实。12月13日，李过请示兰州和太原之后，下令将娘子关一线守军主力后撤。除第77军留一小部守娘子关外，其余部队退至巨城镇、移稂镇一线。14日夜，日军占领娘子关，得意洋洋的川岸文三郎将右纵队改为右追击队，左纵队改为左追击队，以阳泉为目标发动追击。16日，日军尾追中国撤退部队，进占巨城镇。随即在移稂、石门口一线，日军第20师团展开猛攻，守军阵地多处被突破，一时间全线有动摇的危险。
然而危急时刻，西北军两个师已经赶到，迅速投入战斗，击退了日军进攻，稳定了战场局势。此时人在娘子关西、寿阳以东地区已经拥有9个步兵师又4个步兵旅几近第20师团总兵力也不过20000余人，再加上安阳战役已经展开，吸引了日军全部注意力，之后又因为西北的“落幕”行动让日军失去了继续进攻的必要物资补给，由此双方逐渐陷入了僵持阶段。